奧氏體不銹鋼包殼管環(huán)向拉伸方法與性能研究.pdf

1、包殼管是反應(yīng)堆內(nèi)第一道安全屏障，服役過程中將承受裂變氣體內(nèi)壓和芯塊與包殼間機(jī)械應(yīng)力的綜合作用考驗(yàn)，變形主要發(fā)生在包殼管的環(huán)向方向，利用管材傳統(tǒng)軸向拉伸測(cè)試方法難以對(duì)包殼管真實(shí)受力進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。鑒于此，本文以鉛基反應(yīng)堆包殼候選材料316Ti奧氏體不銹鋼為研究對(duì)象，首先采用數(shù)值計(jì)算與環(huán)向拉伸試驗(yàn)相結(jié)合的手段，優(yōu)化了管型件環(huán)向拉伸試樣尺寸與摩擦系數(shù)，然后開展了溫度和拉伸速率對(duì)316Ti包殼管的環(huán)向力學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下

2、:
　　采用Abaqus有限元軟件數(shù)值計(jì)算手段，開展了試樣標(biāo)距段寬度與夾具間摩擦系數(shù)對(duì)試樣應(yīng)力應(yīng)變分布的影響研究。結(jié)果表明:試樣標(biāo)距段寬度為2mm時(shí)，應(yīng)力分布更加均勻，有利于防止應(yīng)力集中;試樣標(biāo)距段應(yīng)力隨著摩擦系數(shù)的增加有增大的趨勢(shì)。基于數(shù)值模擬結(jié)果，開展了試樣標(biāo)距段寬度與潤(rùn)滑劑對(duì)環(huán)向拉伸的影響驗(yàn)證試驗(yàn)。研究表明:雖然標(biāo)距段寬度對(duì)強(qiáng)度影響很小，但標(biāo)距段寬度2mm的試樣表現(xiàn)出更好的塑性;試樣強(qiáng)度隨摩擦力的增大而增大，因此選用摩擦較小

3、的石墨作為環(huán)向拉伸試樣與夾具間的潤(rùn)滑劑。
　　根據(jù)優(yōu)化的試樣尺寸與潤(rùn)滑劑選擇方案，開展了溫度及拉伸速率對(duì)316Ti包殼管環(huán)向拉伸性能影響的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:不同拉伸速率下試樣抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度隨著溫度的升高而降低，變形量隨著溫度的升高呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì);不同拉伸速率條件下，均發(fā)生了動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效(DSA)現(xiàn)象，且不同拉伸速率條件下均存在一個(gè)DSA敏感溫度區(qū)間，隨拉伸速率的增加，DSA敏感溫度區(qū)間具有向高溫移動(dòng)的趨勢(shì)。通過微觀組